基于自适应零电压矢量三脉冲法的永磁同步电机带速重投策略

永磁同步电机运行过程中失电后,常因自身惯性或外界推动而处于高速旋转状态。若要带速重投,则需短时间内完成初始位置/转速观测。现有零电压矢量脉冲法的脉冲宽度和脉冲间隔不变,常使观测误差增大,严重时可能引起过电流。为此,研究一种自适应零电压矢量三脉冲法,可以根据零电压矢量脉冲所激励的电流矢量幅值自适应调节脉冲宽度,根据初始转速预估值自适应二次修正脉冲间隔,从而针对不同的电机参数或运行状态自动施加合理的零电压矢量脉冲。仿真结果表明,所研究的自适应零电压矢量三脉冲法脉冲宽度及脉冲间隔调节效果好,初始位置/转速观测和带速重投的可靠性高。

新型双凸极永磁电机调速系统的变参数PI控制

双凸极永磁电机转矩和转速之间具有强烈的非线性关系,采用常规线性PI控制器难以得到令人满意的控制特性,为此根据PI控制器各参数在调节过程中的不同作用,提出了适于单片机上实现的变参数PI控制模型,并用遗传算法求解其参数,理论分析与实验结果均表明,变参数PI控制器比常规PI控制器具有更强的自适应性,双凸极电机调速系统具有优良的稳态和动态性能,该文所提出的控制模型及其算法是正确和有效的。

电动汽车用永磁电机弱磁调速能力

针对电动汽车驱动系统对永磁电机恒功率调速范围的较高要求,研究了内置V型磁路结构参数对永磁电机弱磁调速能力的影响。采用有限元仿真的方法分析相邻磁极间距和磁极中心植入深度与直轴电感、交轴电感、凸极率、气隙磁密和永磁磁链之间的关系,并由此得到永磁转矩和磁阻转矩的变化规律。结合电机控制器最大逆变电压和输出电流,总结出永磁电机反电势和转子结构参数与弱磁调速范围的关系。样机实验结果表明,通过调整转子磁路结构进而优化电机反电势和凸极率的方法能够有效拓宽永磁电机弱磁调速范围。电动汽车用永磁电机应适当增加转子相邻磁极间距并降低永磁体埋置深度,降低电机反电势的同时增加磁阻转矩,提高恒功率调速阶段带载能力。

永磁同步电机调速系统的滑模控制

永磁同步电机(PMSM)是一个典型的非线性多变量强耦合系统,对外界扰动及内部参数变化较为敏感。传统的PI调节器由于控制方法简单,被广泛应用于PMSM调速系统,但它往往不能满足高性能控制要求。本文将滑模变结构控制(SMC)应用于PMSM调速系统,针对一般滑模控制中控制量的求取需整定多个参数范围带来的复杂性问题,结合趋近律法设计了一种变参数SMC方法,给出了控制器的设计方法,并对所设计的系统进行了仿真分析和实验研究。结果表明该控制器使系统具有快速性、稳定性、无超调以及抗负载扰动强等优点,提高了系统的鲁棒性。

永磁同步电机的自抗扰控制调速策略

针对永磁同步电机调速系统的超调和快速性之间矛盾的问题,在分析永磁同步电机数学模型和自抗扰控制原理的基础上,提出了一种永磁同步电机线性自抗扰控制器的设计方法,并将其应用于矢量控制当中以改善永磁同步电机的运行性能。进而对此控制策略研究了影响永磁同步电机运行状态的因素,给出了永磁同步电机的数学模型,分析了自抗扰控制器的设计原理和参数整定方法,选择出适用于永磁同步电机的自抗扰控制器。最后将仿真结果与传统的PI控制进行对比。仿真与实验结果表明:采用自抗扰控制进行调速的系统比PI控制有着更好的运行性能,电机无超调启动;而且当系统负载转矩突然变化时电机也能快速的响应。

基于永磁双转子电机调速的新型风力发电系统设计

提出一种新型风力发电系统,风力机与发电机之间采用永磁双转子电机调速,与电网连接的最后一级采用常规同步发电机,它克服了双馈和直驱风力发电系统的缺点,具有常规同步发电机的电能质量和优秀的并网能力。永磁双转子调速电机具有双机械端口、单电气端口,从而可以实现电能和机械能的同时传递与调节。详细介绍了永磁双转子电机的工作原理,依据永磁电机的基本电磁关系,推导并建立了双转子电机的数学模型。根据在风力发电系统中风力机的工作状态,提出了双转子电机的控制策略。仿真和试验结果表明了理论分析的正确性和设计的可行性。

一种新型趋近律的永磁同步电机滑模控制

滑模变结构控制能够有效改善永磁同步电机动态品质,提高系统的鲁棒性。在传统指数趋近律的基础上,对等速趋近项进行分析,提出了一种新型指数趋近律,系统在引入该趋近律后保证状态变量趋近速度与滑模面切换函数相关联,实现趋近速率自适应调节的能力。运用该新型趋近律设计PMSM控制系统滑模速度调节器,并与传统指数趋近律和PI速度调节器相对比,仿真结果表明,所设计的控制系统在调速性能上效果得到明显改善,鲁棒性增强,具有良好的静、动态特性。

永磁同步电机调速系统的自抗扰控制

针对永磁同步电机具有强耦合和强非线性特性的特点,在分析永磁同步电机数学模型和自抗扰控制原理的基础上,将自抗扰控制器应用于永磁同步电机的控制中,实现了永磁同步电机调速系统的自抗扰控制。仿真结果表明,这种自抗扰控制比P I控制有着更优的动态和稳态性能,并且使闭环系统在抗干扰性和鲁棒性上有了提高。

新型定子结构永磁同步电机弱磁调速性能分析

提出了一种用于弱磁升速运行的新定子结构永磁同步电机,这种电机每个定子槽内设置一对分流齿,它能减少磁路磁阻,增加有限的电枢磁动势产生的电枢磁通,束缚在分流齿中大部分电枢磁通,将抵消永磁励磁磁通与定子绕组匝链,控制定子绕组磁链,实现弱磁升速。建立了新结构电机的等效磁路,说明分流齿弱磁工作原理,并解释分流齿束缚电枢磁通并不削弱电机转矩输出的机理。对新定子结构电机进行了有限元分析,在此基础上研制了一台样机并进行了实验研究,实验结果和计算结果相吻合,验证了新定子结构永磁同步电机的弱磁性能。

基于自抗扰技术的永磁同步电机直接转矩控制

永磁同步电机是一个强耦合的非线性系统。研究了永磁同步电机的调速控制问题。针对永磁同步电机特点,结合自抗扰技术与直接转矩控制方案,设计了基于自抗扰技术的永磁同步电机直接转矩控制系统。仿真结果表明,该控制系统具有比PI控制方案更优的动态性能,并且在不同参考转速给定下系统具有更好的适应性。

永磁同步电机调速系统的全局快速终端滑模控制

永磁同步电机(PMSM)是一个多变量强耦合非线性系统,对外部扰动和内部参数变化较为敏感。传统PI调节器由于控制方法简单,被广泛应用于PMSM调速系统,但它往往不能满足高性能控制要求。为此,将滑模变结构控制(SMC)应用于PMSM调速系统,采用全局快速终端滑模(GFTSM)控制策略,给出了控制器的设计方法,并对比传统PI控制方法进行仿真分析。结果表明,相对于PI调节,该控制策略使系统具有响应快、稳定性好、超调量小以及抗负载扰动强等优点,提高了系统的鲁棒性。

表贴式永磁电机阶梯形永磁体设计及特性分析

调速永磁同步电动机要求永磁体产生的气隙磁密波形呈正弦分布,以此产生正弦形的空载反电动势,为此文章设计出一阶梯形永磁体结构以产生近似正弦分布的气隙磁密波形;对一矩形周期函数和阶梯形周期函数分别进行傅里叶级数展开,得出在特定条件下阶梯形周期函数的各次谐波幅值比矩形周期函数小,鉴于此提出阶梯形永磁体结构;在磁场分析软件Magnet中,分别搭建了阶梯形调速永磁同步电机及瓦片形调速永磁同步电机的有限元分析模型并仿真,对仿真获取的气隙磁密做谐波分析,结果表明阶梯形永磁体产生的气隙磁密的各次谐波幅值明显小于瓦片形永磁体。

永磁同步电机调速系统的趋近律滑模控制

传统的PI调节器由于控制方法简单,被广泛应用于PMSM调速系统,但它往往不能满足高性能控制要求。通过将滑模变结构控制(SMC)应用于PMSM调速系统,针对一般滑模控制中控制量的求取需整定多个参数范围带来的复杂性问题,结合趋近律法设计了一种变参数SMC方法,给出了控制器的设计方法,并对所设计的系统进行了仿真分析和实验研究。结果表明该控制器使系统具有快速性、稳定性、无超调以及抗负载扰动强等优点,提高了系统的鲁棒性。

PMSM滑模观测器无位置传感器控制研究

永磁同步电机(PMSM)以其高效、大转矩输出而得到了广泛应用。现有永磁同步电机驱动系统调速多采用位置传感器获取转子位置以及速度信号,使得驱动调速控制系统成本增加,同时系统的可靠性也有所降低。针对此不足,研究了永磁同步电机的无位置传感器控制,深入分析并设计了基于改进滑模观测器的永磁同步电机矢量控制系统,通过引入锁相环技术解决了系统抖动问题,基于MATLAB搭建了系统仿真模型。最后以TMS320F2812DSP控制芯片为核心,搭建了实验测试平台,通过控制一台1 k W表贴式永磁同步电机,实现了永磁同步电机的无位置传感器滑模观测器控制,验证了所提出方法的正确性。

一种基于电流源逆变驱动的超高速永磁同步电机改进型控制策略

针对传统电流源逆变器(current source inverter,CSI)超高速电机驱动系统存在的控制对象阶次高、电流调节器设计困难问题,提出基于混合型两级式CSI的改进型控制策略。其基本思想为:前级引入宽禁带(wide band gap,WBG)器件高频调节定子电流幅值;后级采用普通硅器件调节定子电流相位。在此基础上,为实现最大转矩电流比控制,提出单电流传感器锁相环(phase-locked loop,PLL)方案,通过对转子位置信号与相电流锁相实现电流相位自动校正。混合型CSI前后级通过该改进控制策略进行协同控制,从而实现闭环系统降阶。同时考虑到混合型CSI在超高基频运行条件下控制延迟的实际问题,进一步完善电流控制环路模型,并与CSI传统拓扑及其控制策略下的电流环稳定性及动态性能进行深入分析与对比。最后研制一套混合型CSI驱动平台,并以一台(550000r/min)/110W的超高速永磁同步电机(ultra-high-speed permanent magnet synchronous motor,UHSPMSM)为对象进行仿真及实验验证,结果表明混合型驱动拓扑及改进型策略具备更高的稳定裕度与动态性能。

永磁调速技术在火力发电厂中的节能应用研究

永磁调速技术是一种先进、可靠的电动机调速节能技术。介绍了永磁调速原理,与串级调速、变频调速进行了综合对比。分析了某300MW火力发电厂开式循环水泵应用永磁调速技术的情况及取得的效果。

永磁涡流调速器研究与应用

永磁涡流调速是一种新型电机调速节能技术,具有可靠性高、制造和维修成本低、对电网没有谐波污染等优点,是电机调速节能领域的研究热点,已引起了许多国内外学者和高耗能企业的广泛关注。介绍了永磁涡流调速器的发展状况和工作原理,综述了永磁涡流调速技术及永磁传动技术的研究现状,结合实际案例表明永磁涡流调速对风机水泵系统具有显著的节能效果。

永磁同步电动机调速系统

永磁同步电动机传动系统容易控制 ,动态特性好 ,适用于中小功率的高性能伺服场合。文章研究了改进的变参数PID的速度控制方法 ,实验证明该方法是一种经典实用。

永磁同步电机电磁结构及磁场调节技术的综述分析

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)具有结构简单、体积小、效率和功率因数高等优点,在航空航天、军事国防、装备制造、轨道交通、新能源等领域中被广泛应用。但因永磁磁场调节困难,限制了PMSM在宽调速范围领域的进一步应用。为了实现磁场可调,国内外学者做了大量研究工作,提出了多种适合磁场调节的PMSM电磁结构。首先,建立了同步坐标系下PMSM的直轴等效磁路,分析了PMSM磁场调节机理,总结了PMSM磁场调节方法。随后,针对不同典型结构的PMSM分别建立了直轴等效磁路,总结不同磁场调节方法之间的区别和联系。最后,归纳PMSM磁场调节方法,总结形成磁场调节的统一理论,有利于探索磁场可调的PMSM新拓扑结构,推动PMSM磁场调节技术的发展。

矿用永磁磁力驱动装置的研究

对矿用永磁磁力驱动装置的工作原理进行了研究,并通过实地考察将其与其他连接调速装置如软启动、变频器等进行比较,提出了永磁磁力驱动装置的优缺点,为以后对该装置的进一步研究打下基础。